KR100900154B1 - 주파수 동기 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multipliexing) 전송 시스템에서 특히 지상파 DMB 수신 시스템에 적용되는 수신 신호의 주파수를 복원시키기 위한 주파수 동기 장치에 관한 것으로서, 주파수 영역의 위상 기준 신호를 이용하여 주파수 옵셋을 추정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 주파수 동기 장치는 수신 신호의 주파수 옵셋을 보상하는 보상부와, 보상부 출력 신호로부터 위상 기준신호를 추출하는 기준신호 추출부와, 추출된 위상 기준신호를 주파수 편이시켜 주파수 옵셋을 추정하고, 추정된 주파수 옵셋을 보상부로 제공하는 주파수 옵셋 추정부를 포함한다.
OFDM, 주파수 옵셋

Description

주파수 동기 장치 및 방법{Apparatus and Method of Frequency Synchronization}
본 발명은 방송 시스템에서 수신 신호의 주파수를 복원시키기 위한 주파수 동기에 관한 것으로서, 주파수 영역의 위상 기준 신호를 이용하여 주파수 옵셋을 추정함으로써 입력된 신호의 동기를 맞추는 주파수 동기 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-017-02, 과제명: 지상파 DMB 전송 고도화 기술개발].
일반적으로, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multipliexing) 통신 방식은 지상파 DMB 시스템 등의 여러 통신 분야에서 사용된다. 이러한, OFDM 방식은 다수의 반송파를 사용하여 데이터를 전송하는 방식으로서, 직렬로 입력되는 심볼열을 병렬 변환하여 이들 각각을 상호 직교성을 갖는 다수의 부반송파들, 즉 다수의 부반송파 채널들로 변조하여 전송하는 다중 반송파 변조 방식의 일종이다. OFDM 방식은 다수 개의 부반송파들 간의 직교성을 유지하여 전송함으로써 고속 데이터 전 송시 높은 전송 효율을 얻을 수 있다.
그러나, OFDM 방식에서 송신기와 수신기 사이에 주파수 동기를 획득하는 장치가 안정적으로 동작하지 못할 경우에 송신 주파수와 수신 주파수의 동기화가 이루어지지 않는 현상이 발생하게 되는데, 이와 같은 두 주파수간의 차이를 주파수 옵셋(frequency offset)이라고 한다. 주파수 옵셋은 수신된 신호를 복조할 때, 신호의 전력이 감소되어 전반적인 성능이 열화되는 문제를 야기한다. 특히, 다중 반송파를 사용하는 OFDM 방식에서는 데이터의 검출이 각 부반송파별로 이루어지기 때문에, 일정 수준 이상의 주파수 옵셋이 발생하면 각 부반송파간의 직교성이 유지되지 않아, 인접 부반송파간의 간섭이 발생하게 된다. 또한, OFDM 방식에서 부반송파의 수가 증가할수록 각 부반송파들이 정해진 대역 안에 조밀하게 분포하게 되어 작은 주파수 옵셋도 인접 부반송파간에 있어서 간섭을 심하게 일으킬 수 있다. 그러므로, 수신 주파수를 송신 주파수와 정확하게 일치시키는 주파수 옵셋 보정의 과정은 시스템의 성능을 결정하는 중요한 요인이다.
이에, 주파수 옵셋을 추정하기 위해 다양한 방법을 사용한다. 예를 들어, 한 개의 전송 프레임 내에 존재하는 주파수 영역의 기준 신호인 PRS(Phse Reference Symbol)를 이용하여 주파수 옵셋을 추정하는 방법과, 시간 영역에서 보호구간을 이용하여 주파수 옵셋을 추정하는 방법일 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 주파수 옵셋의 추정시 채널 등화 이전에 수행되기 때문에 열악한 채널에서는 추정된 주파수 옵셋의 오차가 발생할 수 있다. 따라서, 좀 더 정확한 주파수 옵셋을 추정할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 정확한 주파수 옵셋을 추정할 수 있는 방송 수신기의 주파수 동기 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기 해결 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 주파수 동기 장치는, 주파수 옵셋 추정부에서 제공되는 이전 시간 구간에서 추정된 주파수 옵셋을 이용하여 수신 신호의 주파수 옵셋을 보상하는 보상부와, 상기 보상부 출력 신호로부터 위상 기준신호를 추출하는 기준신호 추출부와, 상기 추출된 위상 기준신호를 주파수 편이시켜 주파수 옵셋을 추정하고, 상기 추정된 주파수 옵셋을 상기 보상부로 제공하는 주파수 옵셋 추정부를 포함한다.
상기 해결 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 주파수 옵셋 추정 장치는, 수신 신호를 소정 주파수 옵셋에 대응하여 편이시키는 주파수 편이부와, 상기 주파수 편이부의 출력 신호를 주파수 영역으로 변환하는 고속퓨리에변환부와, 상기 주파수 영역으로 변환된 신호의 채널을 ICI(Inter Carrier Interference)가 최소인 부분에서 등화하는 채널등화부와, 상기 채널이 등화된 신호의 전력을 측정하는 전력측정부와, 상기 측정된 전력을 이용하여 주파수 옵셋을 추정하는 연산부를 포함한다.
본 발명에 따른 주파수 동기 장치 및 방법에 의하면, 시간 영역의 위상 기준신호를 주파수 편이시킨 후, 주파수 영역의 편이된 신호의 채널을 ICI가 최소가 되는 부분에서 등화하여 주파수 옵셋을 추정한다. 이는, 채널등화 후 주파수 옵셋을 추정함으로써, 열악한 채널의 영향을 덜 받는다. 또한, 심볼 주기로 주파수 옵셋 추정을 반복하여 추정 주파수 옵셋의 오차를 줄일 수 있다. 따라서, 수신기에서 정확한 주파수 옵셋을 추정함으로써, 송신기와 수신기 사이의 주파수 동기를 맞추기에 용이함에 따라, 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 주파수 동기 장치 및 방법을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 주파수 동기 장치 및 방법은 예를 들어, 지상파 DMB 시스템에 적용될 수 있다.
본 발명의 기본적인 원리는, 송신기와 수신기 사이에 약속된 기준인 PRS 심볼을 이용하되, 시간 영역의 PRS 심볼을 주파수 편이시킨 후, 주파수 영역의 편이된 신호의 채널을 ICI가 최소가 되는 부분에서 등화하여 주파수 옵셋을 추정함으로써 주파수 동기를 이루게 한다. 여기서, PRS 심볼은 위상 기준신호일 수 있다.
도 1은 지상파 DMB의 전송 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 지상파 DMB 시스템에서는 오디오, 데이터 등에 대한 정보가 프레임 단위로 전송되는데, 전송 프레임은 SC(Synchronization Channel), FIC(Fast Information Channel) 및 MSC(Main Service Channel)로 구성된다.
SC는 널 심볼(Null Symbol)과 PRS(Phase Feference Symbol)로 구성되며, TII(Transmitter Identification Information) 신호가 널 심볼에 부가될 수 있다. 이러한 SC는 전송모드와 OFDM 심볼 및 주파수 동기에 필요한 정보들이 포함될 수 있다.
FIC는 SI(Service Information), FIDC(Fast Information Data Channel), MCI(Multiplex Configuration), CA(Conditional Access)로 구성될 수 있으며, MCI는 MSC를 구성하는 오디오와 데이터 서비스들과 관련된 모든 정보를 포함하고 있다.
MSC는 문자, 영상 및 음성 등 실제 데이터를 포함하고 있다. 또한, MSC는 72 개의 OFDM 심벌로 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 동기 장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 주파수 동기 장치(100)는 수신 신호의 주파수 옵셋을 보상하는 보상부(200), PRS 심볼을 추출하는 PRS 추출부(210), 주파수 옵셋을 추정하는 주파수 옵셋 추정부(220), 보상부(200) 출력 신호의 보호구간을 제거하는 보호구간 제거부(230) 및 보호구간 제거부(230)의 출력 신호를 주파수 영역으로 변환하는 고속퓨리에변환부(240)를 포함한다.
보상부(200)는 소정 주파수 옵셋에 의하여 수신 신호의 주파수 옵셋을 보상한다. 이러한 보상부(200)는 곱셈기로 이루어질 수 있으며, 수신 신호 즉, 시간 영역의 OFDM심볼과 주파수 옵셋 추정부(220)로부터 제공되는 추정된 주파수 옵셋을 곱하여 수신 신호의 주파수 옵셋을 보상한다. 여기서, 추정된 주파수 옵셋은 이전 시간 구간의 수신 신호에 대한 추정된 주파수 옵셋일 수 있다.
PRS 추출부(210)는 보상부(200)의 출력 신호로부터 PRS 심볼을 추출하여 주파수 옵셋 추정부(220)에 제공한다.
주파수 옵셋 추정부(220)는 추출된 PRS 심볼을 주파수 편이시켜 주파수 옵셋을 추정하고, 추정된 주파수 옵셋을 보상부(200)로 제공한다.
보호구간 제거부(230)는 보상부(200)의 출력 신호인, 주파수 옵셋이 보상된 OFDM 심볼에 부가적으로 삽입되어 있는 보호구간을 제거함으로써, 유효한 심볼만을 얻을 수 있다.
고속퓨리에변환부(240)는 시간 영역의 유효한 OFDM 심볼을 주파수 영역의 OFDM 심볼로 변환한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 옵셋 추정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 주파수 옵셋 추정 장치는, 수신되는 PRS 심볼을 입력되는 주파수 옵셋으로 편이시키는 주파수 편이부(300), 주파수 편이부(300)의 출력 신호를 주파수 영역으로 변환하는 고속퓨리에변환부(310), 주파수 영역으로 변환된 신호를 ICI(Inter Carrier Interference)가 최소인 부분에서 채널을 등화하는 채널등화부(320), 채널이 등화된 신호의 전력을 측정하는 전력측정부(330), 측정된 전력을 이용하여 주파수 옵셋을 도출하는 연산부(340) 및 루프 필터(350)를 포함한다.
주파수 편이부(300)는 시간 영역의 PRS 심볼을 주파수 편이시킨다.
구체적으로, 주파수 편이부(300)는 제1 편이부(301), 제2 편이부(302), 제 3 편이부(303)를 포함한다. 제1 편이부(301)는 수신 신호인 PRS 심볼을 루프 필터에서 출력된 주파수 옵셋으로 편이시고, 제2 편이부(302)는 PRS 심볼을 양의 주파수 편이 값과 루프 필터(350)에서 출력된 주파수 옵셋의 합으로 편이시킨다. 또한, 제3 편이부(303)는 PRS 심볼을 음의 주파수 편이 값과 루프 필터(350)에서 출력된 주파수 옵셋의 합으로 편이시킨다.
이러한 제1, 제2 및 제3 편이부(301, 302, 303)는 시간 영역의 PRS 심볼에 대하여 하기 [수학식 1]에 의해 각각 편이시킬 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112007085302177-pat00001
여기서,
Figure 112007085302177-pat00002
는 추정된 주파수 옵셋으로 초기값은 0 이고, 루프 필터(350)의 출력값, 즉 전 심볼에 대한 주파수 옵셋으로 업데이트 된다. 또한,
Figure 112007085302177-pat00003
는 주파수 편이 값으로 고정된 임의의 값을 의미한다.
따라서, 제2 편이부(302)의 출력 신호와, 제3 편이부(303)의 출력 신호는 제1 편이부(301)의 출력 신호를 기준으로 하여 다른 방향으로 편이된다. 이때, 편이된 정도는 동일할 수 있다.
고속퓨리에변환부(310)는 제1, 제2 및 제3 편이부(301, 302, 303)의 출력 신호를 각각 퓨리에변환하여 각 시간 영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환한다.
채널등화부(320)는 고속퓨리에변환부(310)의 출력 신호를 ICI가 최소가 되는 부분에서 채널 등화한다.
구체적으로, 채널등화부(320)는 주파수 영역으로 변환된 제1 편이부(301)의 출력 신호의 채널을 추정하는 채널 추정부(321), 주파수 영역으로 변환된 제2 편이부(302)의 출력 신호의 채널을 ICI(Inter Carrier Interference)가 최소인 부분에서 등화하는 제1 채널등화부(322) 및 주파수 영역으로 변환된 제 3 편이부의 출력 신호의 채널을 ICI가 최소인 부분에서 등화하는 제2 채널등화부(323)를 포함한다.
여기서, 채널 추정부(321)의 출력 신호는 [수학식 2]에 의하여 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112007085302177-pat00004
여기서,
Figure 112007085302177-pat00005
는 유효 부반송파를 의미한다.
또한, 제1 및 제2 채널등화부(323)의 출력신호(
Figure 112007085302177-pat00006
,
Figure 112007085302177-pat00007
)는 [수학식 3]에 의하여 나타낼 수 있다.
[수학식3]
Figure 112007085302177-pat00008
여기서,
Figure 112007085302177-pat00009
은 유효 부반송파들 중의 일부를 나타낸다. 구체적으로 설명하 자면,
Figure 112007085302177-pat00010
는 [수학식 2]에서 추정된 채널값들 중 대역 끝부분을 제외한 구간에서 최대값을 갖는 부반송파를 기준으로 좌우에 위치한 부반송파 구간을 의미할 수 있다. 예를 들면, 추정된 채널값들 중 대역 끝부분을 제외한 구간에서 최대값을 갖는 구간이 620번 부반송파일 경우,
Figure 112007085302177-pat00011
은 620번 부반송파를 기준으로, 대략 좌우로 40~50 정도의 부반송파 구간, 즉 580 ~ 660의 부반송파 구간일 수 있다.
또한,
Figure 112007085302177-pat00012
은 채널 추정값이 큰 부분으로써, ICI가 최소가 되는 부분을 의미할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 채널등화부(323)는 주파수 영역으로 변환된 편이부의 출력 신호를 채널 추정값이 큰
Figure 112007085302177-pat00013
에 대하여 채널을 등화함으로써, ICI가 최소가 되는 부분에서 채널을 등화함을 알 수 있다. 이는 열악한 채널의 영향을 최소화할 수 있고, 이후, 정확한 주파수 옵셋 추정을 할 수 있게 한다.
전력측정부(330)는 제1 채널등화(322)부로부터 채널이 등화된 신호의 전력을 측정하는 제1 전력측정부(331)와, 제2 채널등화부(323)로부터 채널이 등화된 신호의 전력을 측정하는 제2 전력측정부(332)를 포함한다. 즉, 제1 전력측정부(331)는 양의 주파수 편이 값과 추정된 주파수 옵셋의 합으로 편이된 후, 주파수 영역으로 변환되고, ICI가 최소가 되는 부분에서 채널이 등화된 PRS 심볼에 대한 제1 전력을 측정한다. 또한, 제2 전력측정부(332)는 음의 주파수 편이 값과 추정된 주파수 옵셋의 합으로 편이된 후, 주파수 영역으로 변환되고, ICI가 최소가 되는 부분에서 채널이 등화된 PRS 심볼에 대한 제2 전력을 측정한다.
여기서, 제1 및 제2 전력측정부(332)의 출력 신호는 제1 및 제2 전 력(
Figure 112007085302177-pat00014
,
Figure 112007085302177-pat00015
)이며, 이는 [수학식 4]에 의하여 나타낼 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112007085302177-pat00016
연산부(340)는 예를 들어 가산부일 수 있으며, 제1 전력측정부의 제1 전력과 제2 전력측정부의 제2 전력의 차를 산출하고, 산출된 전력간의 차에 기초하여 주파수 옵셋을 추정할 수 있다. 이러한 연산부(340)는 주파수 옵셋이 없을 경우에는 제1 및 제2 전력측정부(332)의 출력 신호인 제1 및 제2 전력은 같은 전력값을 갖는다. 따라서, 주파수 옵셋이 없으면, 제1 및 제2 전력차는 0 이 되며, 주파수 옵셋이 있는 경우에는 음, 또는 양의 전력차 값을 가질 것이다. 예를 들어, 양방향의 주파수 옵셋이 존재하면 양의 전력차 값이 산출되고, 음방향의 주파수 옵셋이 존재하면 음의 전력차 값이 산출될 것이다. 이 후, 산출된 제1 및 제2 전력차 값에 대응하여 주파수 옵셋을 추정할 수 있다.
루프 필터(350)는 연산부(340)에서 추정된 주파수 옵셋을 완만하게 하기 위해 필터링한다. 루프 필터(350)에서 출력된 주파수 옵셋은 주파수 편이부(300)에 귀환시킴으로써, 주파수 옵셋의 변화를 추적해 나간다.
결과적으로, 주파수 동기 장치(100)는 루프 필터(350)의 출력 신호인, 추정된 주파수 옵셋에 대응하는 NCO(Numerical Controlled Osillatior)값을 발생하여 보상부(200)에 제공하고, 보상부(200)는 수신 입력 신호와 추정된 주파수 옵셋에 대응하는 NCO를 곱함으로써 주파수 옵셋을 보상하게 된다. 이 때, 주파수 동기 장치(100)에서 수신 입력 신호가 입력될 때 마다 주파수 옵셋 검출부(220)의 추정된 주파수 옵셋이 업데이트 되면서, 전송프레임에 대해 정확한 주파수 옵셋을 추정하고 이를 보상함으로써 동기화를 이룰 수 있게 한다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 주파수 옵셋 추정 방법에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 옵셋 추정 방법에 대한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 주파수 옵셋 추정부(220)는 전송 프레임의 시간 영역의 PRS 심볼을 입력받는다(S410).
이어서, 주파수 편이부(300)는 시간 영역의 PRS 심볼을 소정 주파수 옵셋에 대응하여 편이시킨다(S420).
구체적으로, 주파수 편이부(300)는 시간 영역의 PRS 심볼을 이전 시간 구간에서 추정된 주파수 옵셋으로 편이시킨다. 이때, 주파수 편이는 편이된 PRS 심볼을 기준으로 적어도 한 방향으로 수행될 수 있다. 즉, 주파수 편이부(300)는 시간 영역의 PRS 심볼을 추정된 주파수 옵셋, 양의 주파수 편이 값과 추정된 주파수 옵셋의 합, 음의 주파수 편이 값과 추정된 주파수 옵셋의 합으로 각각 편이시킨다.
이 후, 시간 영역의 각 편이된 신호를 주파수 영역의 신호로 변환시킨다.
이어서, 채널등화부(320)는 주파수 편이된 주파수 영역의 PRS 심볼의 채널을 ICI가 최소가 되는 부분에서 등화한다(S430).
구체적으로, 채널등화부(320)는 채널 추정부(321), 제1 및 제2 채널등화부(322, 323)를 포함한다. 먼저, 채널 추정부(321)는 추정된 주파수 옵셋으로 편이된 후, 주파수 영역으로 변환된 PRS 심볼의 채널을 추정한다. 이후, 유효 부반송파들 중 채널 추정값이 큰 유효 부반송파(f1)를 추출한다. 제1 채널등화부(322)는 양의 주파수 편이 값과 추정된 주파수 옵셋의 합으로 편이된 후, 주파수 영역으로 변환된 PRS 심볼의 채널을 채널 추정값이 큰 유효 부반송파 부분에서 등화한다. 제2 채널등화부(323)는 제1 채널등화부(320)와 마찬가지로, 음의 주파수 편이 값과 추정된 주파수 옵셋의 합으로 편이된 후, 주파수 영역으로 변환된 PRS 심볼의 채널을 채널 추정값이 큰 유효 부반송파 부분에서 등화한다. 결과적으로, 제1 및 제2 채널등화부(322, 323)는 각 PRS 심볼의 채널을 채널 추정값이 큰 유효 부반송파 부분, 즉, ICI가 최소가 되는 부분에서 등화한다.
이어서, 전력측정부(330)는 채널이 등화된 주파수 영역의 PRS 심볼에 대한 전력을 측정한다(S440).
구체적으로, 제1 전력측정부(331)는 제1 채널등화부(320)의 출력 신호의 전력을 측정한다. 제2 전력측정부(332)는 제2 채널등화부(320)의 출력 신호의 전력을 측정한다.
이어서, 연산부(340)는 측정한 전력을 이용하여 주파수 옵셋을 추정한다(S450).
구체적으로, 연산부(340)는 측정한 전력간의 차를 산출함으로써, 주파수 옵셋을 추정한다. 예를 들어, 연산부(340)에서 제1 전력측정부(330)에서 산출된 제 1 전력과 제2 전력측정부(330)에서 산출된 제2 전력간의 차가 양의 값을 가지면, 양방향의 주파수 옵셋이 존재하게 된다. 한편, 연산부(340)에서 제1 전력측정부(330)에서 산출된 제1 전력과 제2 전력측정부(330)에서 산출된 제2 전력간의 차가 음의 값을 가지면, 음방향의 주파수 옵셋이 존재하게 된다.
이어서, 루프 필터(350)는 연산부(340)에서 출력된 전력차에 대한 주파수 옵셋을 완만하게 하기 위해 필터링한다.
이 후, 주파수 동기 장치(100)는 주파수 옵셋 추정부(220)의 루프 필터(350)에서 출력된 주파수 옵셋을 이에 대응하는 NCO값으로 변환한 후 보상부(200)에 제공한다. 보상부(200)는 수신 신호와 NCO값을 곱하여, 수신 신호의 주파수 옵셋을 보상한다. 즉, 양의 주파수 옵셋이 존재하면, 음의 방향으로 주파수를 보상하게 되고, 음의 주파수 옵셋이 존재하면 양의 방향으로 주파수를 보상한다. 결과적으로, 제1 전력과, 제2 전력의 차가 0 또는 0 에 근접해질 때까지 반복적으로 주파수 옵셋을 보상하게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 주파수 동기 장치의 주파수 옵셋 추적에 대한 성능 전산 모의 실험 결과를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 주파수 동기 장치에서, 주파수 옵셋이 50 일 때(2.048MHz 로 정규화 했을 경우 24.4Hz에 해당함) 추정된 주파수 옵셋 값을 루프 필터를 통과시켜 추적 성능을 실험해 보았다. 디지털 신호 상에서 주파수 옵셋을 보상하는데 이용되는 NCO의 출력 신호가 50으로 수렴하고, NCO의 입력 신호가 0으로 수렴하는 것을 볼 수 있다. 여기서, NCO의 출력 신호는 주파수 옵셋 추정 값에 대한 출력신호를 의미하고, NCO의 입력 신호는 수신기의 입력 신호를 의미한다. 따라서, NCO의 주파수 옵셋 추정값에 대한 출력 신호가 50으로 수렴할수록, NCO의 수신기의 입력 신호는 주파수 옵셋이 보상되어 0으로 수렴하게 되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 주파수 옵셋 추적에 있어서, NCO의 입력 신호 및 출력 신호가 수렴하는데 소요되는 OFDM 심볼의 수는 40 ~ 50 심볼 정도이며 지상파 DMB 시스템의 한 개 전송 프레임이 76 개 정도의 심볼임을 감안할 때 충분한 수렴 속도임을 알 수 있다.
결과적으로, 본 발명에 따른 지상파 DMB 수신기의 주파수 동기 장치 및 방법에 의하면, 시간 영역에서 PRS 심볼을 주파수 편이시킨 후, 주파수 영역의 편이된 신호를 ICI가 최소가 되는 부분에서 채널등화하여, 주파수 옵셋을 추정함으로써, 열악한 채널의 영향을 덜 받으며, 정확한 주파수 옵셋을 용이하게 추정할 수 있다. 따라서, 이러한 주파수 옵셋 추정부을 포함하는 수신기는, 송신기와 수신기 사이의 주파수 동기를 맞추기에 용이함에 따라, 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 주파수 동기 장치 및 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 지상파 DMB의 전송 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 동기 장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 옵셋 추정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 옵셋 추정 방법에 대한 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 주파수 동기 장치의 주파수 옵셋 추적에 대한 성능 전산 모의 실험 결과를 나타낸 도면이다.

Claims (8)

  1. 주파수 옵셋 추정부에서 제공되는 이전 시간 구간에서 추정된 주파수 옵셋을 이용하여 수신 신호의 주파수 옵셋을 보상하는 보상부;
    상기 보상부 출력 신호로부터 위상 기준신호를 추출하는 기준신호 추출부; 및
    상기 추출된 위상 기준신호를 주파수 편이시켜 주파수 옵셋을 추정하고, 상기 추정된 주파수 옵셋을 상기 보상부로 제공하는 주파수 옵셋 추정부를 포함하는 주파수 동기 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 옵셋 추정부는 상기 위상 기준 신호를 주파수 편이시키고, 주파수 편이된 상기 위상 기준 신호를 주파수 영역으로 변환하고, 주파수 영역으로 변환된 위상 기준 신호를 ICI가 최소인 부분에서 채널 등화를 수행함으로써, 주파수 옵셋을 보상하는주파수 동기 장치.
  3. 수신 신호를 소정 주파수 옵셋에 대응하여 편이시키는 주파수 편이부;
    상기 주파수 편이부의 출력 신호를 주파수 영역으로 변환하는 고속퓨리에변환부;
    상기 주파수 영역으로 변환된 신호의 채널을 ICI(Inter Carrier Interference)가 최소인 부분에서 등화하는 채널등화부;
    상기 채널이 등화된 신호의 전력을 측정하는 전력측정부; 및
    상기 측정된 전력을 이용하여 주파수 옵셋을 추정하는 연산부를 포함하는 주파수 옵셋 추정 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 추정된 주파수 옵셋을 필터링하는 루프 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 옵셋 추정 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 주파수 편이부는
    상기 수신 신호를 상기 필터링된 주파수 옵셋으로 편이시키는 제1 편이부와
    상기 수신 신호를 양의 주파수 편이 값과 상기 루프 필터에서 출력된 주파수 옵셋의 합으로 편이시키는 제2 편이부와
    상기 수신 신호를 음의 주파수 편이 값과 상기 루프 필터에서 출력된 주파수 옵셋의 합으로 편이시키는 제3 편이부를 포함하는 주파수 옵셋 추정 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 채널등화부는
    상기 주파수 영역으로 변환된 제1 편이부의 출력 신호의 채널을 추정하는 채널 추정부와
    상기 주파수 영역으로 변환된 제2 편이부의 출력 신호의 채널을 ICI가 최소인 부분에서 등화하는 제1 채널등화부와
    상기 주파수 영역으로 변환된 제 3 편이부의 출력 신호의 채널을 ICI가 최소인 부분에서 등화하는 제2 채널등화부를 포함하는 주파수 옵셋 추정 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 전력측정부는
    상기 제1 채널등화부 출력 신호의 전력을 측정하는 제1 전력측정부와
    상기 제2 채널등화부 출력 신호의 전력을 측정하는 제2 전력 측정부를 포함하는 주파수 옵셋 추정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연산부는 상기 제1 전력측정부의 출력 신호와 상기 제2 전력측정부의 출력 신호의 차를 이용하여 상기 주파수 옵셋을 추정하는 주파수 옵셋 추정 장치.
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